Materiales

Materiales Conductores

Los materiales conductores son aquellos materiales cuya resistencia al paso de la corriente es muy baja, recordemos que un buen aislante presenta una resistencia de hasta 1024 veces mayor que un buen conductor.
En general podemos denominar material conductor a cualquier sustancia o material que sometido a una diferencia de potencial eléctrico proporciona un pasocontinuo de corriente eléctrica.
En general todas las sustancias en estado sólido o liquido poseen la propiedad de conductividad eléctrica, pero algunas sustancias son buenos conductores, las mejores sustancias conductoras son los metales.
Dentro de los materiales metálicos más utilizados mencionamos: la Plata, el cobre, aluminio, aleaciones de aluminio, aleaciones de cobre y conductores compuestosde aluminio-acero y cobre-acero cuyas aplicaciones en las industrias eléctricas son muy útiles.

1. - Propiedades generales de los materiales conductores.
A. Propiedades eléctricas.
B. Propiedades mecánicas; dentro de las mecánicas es importante el peso, resistencia a la tracción y propiedades elásticas.
C. Propiedades físico-químicas.


1.A. - Propiedades eléctricas de los materialesconductores.
Las propiedades eléctricas que han de tener en cuenta para determinar la calidad de los materiales conductores son las siguientes:
a) Resistencia eléctrica
b) Resistividad.
c) Conductividad.
1.A.a. - Resistencia eléctrica para materiales conductores.
La resistencia eléctrica R, de un material conductor constituye un índice de la oposición que ofrece el paso de la corriente eléctrica.Se define como la relación entre la tensión constante U, aplicada a sus extremos y la corriente I permanente que circula por el conductor, es decir, que se trata de un coeficiente de proporcionalidad entre ambas magnitudes, expresado por:

(1)

Para un material conductor determinamos, la resistencia R es, en general, independiente de la tensión aplicada U y de la corriente I que pasa por elcircuito formando con un conductor; en realidad, un parámetro que depende de la naturaleza y dimensiones del metal considerado.
En conductores de sección uniforme, relativamente pequeña respecto de su longitud, la resistencia es directamente proporcional a la longitud l e inversamente proporcional a S, de forma que puede expresarse por:

(2)

En la que ρ es el coeficiente de proporcionalidad,distinto para casa material conductor y denominado resistividad.
La unidad practica de resistencia es el Ohmio (Ω), definido como la resistencia eléctrica de un circuito recorrido por la corriente de 1 amperio, con una diferencia de potencial de 1 voltio.
1.A.b. - Resistividad eléctrica.
La resistividad eléctrica es la medida de la resistencia eléctrica de una cantidad unidad de un materialdado. Si la resistividad se refiere a las unidades de superficie y de longitud, se denomina resistividad volumétrica, que en general es la mas utilizada para materiales conductores metálicos, dicha resistividad se deduce de la formula (2) donde:


(3)
donde la unidad de medida es:




1.A.c. - Conductividad eléctrica.

La conductividad eléctrica χ es la inversa de la resistividad,definida anteriormente, y esta expresada por:

(4)

Donde las unidades también son inversa a las de la resistividad:.



Donde S es la unidad de Siemens.


Variación de la resistividad en función del coeficiente de temperatura.
Si al variar la temperatura desde t1 a t2 ºC, su resistencia aumenta desde ρt1a ρt2, se define como coeficiente de temperatura medio α ρt1 a partir de t1, donde α ρt1es independe de la resistividad inicial de la muestra, de la temperatura y de la calidad de la muestra del material.
De donde entonces se puede expresar matemáticamente la variación de la resistividad en función del coeficiente de temperatura como:

(5)

que es una formula muy aplicable para los metales puros, dentro de la zona de trabajo usual (0º a 100º) y de múltiples aplicaciones....